УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ РЕЗЦОВ ГОРНЫХ МАШИН Российский патент 2001 года по МПК E21C35/197 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для крепления резцов исполнительных органов горных машин.

Известны устройства для крепления резцов горных машин, включающие кулак с поперечным пазом, разделяющим кулак на опору под державку резца и упор для хвостовика резца, имеющий выступ, взаимодействующий с хвостовиком резца, и фиксатор (а. с. N 1046500 МПК⁵ E 21 C 25/45).

Недостаток данного устройства заключается в том, что в процессе резания продольная ось резца описывает коническую поверхность, а это означает постоянное изменение кинематического угла резания и заднего угла, следовательно, всегда есть отклонения этих углов от оптимальных их значений, что сказывается на увеличении энергоемкости процесса разрушения.

Кроме этого, из-за большой разницы в диаметрах резца и отверстия под него в кулаке неизбежны большие ударные нагрузки на резец и кулак.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для крепления резцов горных машин, включающее кулак с отверстием под корпус резца, поперечным пазом и упором под хвостовик резца с кольцевой проточкой и упругий стопорный элемент в виде пластинчатой пружины с выступом, имеющей П-образную форму в плоскости продольного сечения корпуса резца (а. с. N 876992 МПК⁵ E 21 C 25/46).

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно только создает условия для поворота резца, а не способствует его повороту. Кроме того, пластинчатые пружины не обладают достаточной прочностью и быстро выходят из строя в результате поломок.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает более интенсивное вращение ненагруженных силами резания и подачи резцов, что повышает их износостойкость, а более эффективное самозатачивание способствует снижению энергоемкости процесса разрушения и повышению производительности горных машин.

Задачей данного изобретения является увеличение стойкости резцов горных машин за счет повышения их поворотоспособности.

Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство для крепления резцов горных машин, включающее кулак с отверстием под корпус резца, поперечным пазом и упором под хвостовик резца с кольцевой проточкой и фаской и стопорный элемент, дополнительно снабжено толкателем, выполненным в виде подпружиненного стержня, взаимодействующего с хвостовиком резца, и расположенным в упорной части кулака под углом, равным 10-40^o к продольной оси резца.

На фиг. 1 изображено устройство для крепления резцов и показано взаимное положение толкателя и резца в начале поворота резца, на фиг. 2 - устройство для крепления резцов в конце поворота резца, на фиг. 3 - сечение по продольной оси толкателя, на фиг. 4 - поперечное сечение резца.

Устройство для крепления резцов горных машин содержит кулак 1 с отверстием 2, в котором расположен цилиндрический корпус резца 3, поперечным пазом 4 и упором 5 под хвостовик резца с кольцевой проточкой, толкатель 9, расположенный в упорной части кулака под углом, равным 10-40^o к продольной оси резца, с пружиной 10, удерживаемой пробкой 11 в отверстии 12.

Устройство работает следующим образом.

Цилиндрический корпус резца 3 свободно вставляется в отверстие 2 кулака 1 и фиксируется стопорным кольцом 8 в кольцевой проточке 6, обеспечивающим резцу свободное перемещение в отверстии 2 вдоль продольной его оси в пределах зазора между задним торцом резца и упором 5.

Толкатель 9 вставляется в отверстие 12 и опирается на установленную в нем пружину 10, удерживаемую пробкой 11. Отверстие 12 выполнено под углом 10-40^o к продольной оси резца.

В процессе работы исполнительного органа при входе в контакт с массивом резец 3 под действием сил реакции забоя отходит назад к упорной поверхности кулака на величину зазора и утапливает толкатель 9 в отверстие 12 на величину S, сжимая пружину 10. При этом благодаря наличию угла α между осями резца и толкателя вершина последнего совершает относительное перемещение в поперечном направлении по поверхности фаски 7 на хвостовике резца, выполненной под углом β его оси, на величину S₁=S•Sin α. Поскольку в этот момент еще отсутствуют силы резания и подачи, расклинивающие резец 3 в отверстии 2 кулака 1, при соответствующей жесткости пружины 10 момент силы трения, создаваемой прижатием толкателя 9 к поверхности фаски 7 на хвостовике резца, оказывается больше момента сопротивления повороту резца 3 в отверстии 2, и резец еще до начала резания успевает повернуться на угол, соответствующий при отсутствии проскальзывания длине хорды S₁.

Предлагаемое устройство работоспособно при 45^o > α > 0^o.

Но при углах α , близких к 0^o, угол поворота резца γ слишком мал, а при углах α, близких к 45^o, увеличиваются силы трения движения толкателя 7 в отверстии 12 и возможно его расклинивание. Испытания модели показали, что наиболее эффективный поворот резца (4...6^o за один ход толкателя) имеет место при α = 35^o.

Вследствие того что поворот резца происходит до начала процесса резания и плечо 1 приложения поворачивающей силы до плоскости среза кулака невелико, для выполнения поворота резца требуются усилия на 2-3 порядка ниже, чем во время резания, когда резец под действием сил резания и подачи, приложенных у его вершины на гораздо большем плече, равном вылету резца l_в, расклинивается и зажимается в кулаке.

При выходе резца из контакта с забоем под действием разжимающейся пружины 10 толкатель 7 перемещает резец вперед на величину , скользя по фаске в обратном направлении на величину S₁. Обратного поворота резца не происходит, поскольку действие пружины на свободно перемещающийся резец не обеспечивает прижатия толкателя к резцу, достаточного для возникновения необходимости для поворота резца силы трения.

Далее при очередном входе резца в контакт с массивом процесс повторяется.

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к устройствам для крепления резцов исполнительных органов горных машин. Задачей данного изобретения является увеличение стойкости резцов горных машин за счет повышения их поворотоспособности. Устройство для крепления резцов горных машин включает кулак с отверстием под корпус резца, поперечным пазом и упором под хвостовик резца с кольцевой проточкой и фаской и стопорный элемент; дополнительно снабжено толкателем, выполненным в виде подпружиненного стержня, взаимодействующего с хвостовиком резца, и расположенным в упорной части кулака под углом, равным 10 - 40° к продольной оси резца. 4 ил.

Устройство для крепления резцов горных машин, включающее кулак с отверстием под корпус резца, поперечным пазом и упором под хвостовик резца с кольцевой проточкой и фаской и стопорный элемент, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено толкателем, выполненным в виде подпружиненного стержня, взаимодействующего с хвостовиком резца, и расположенным в упорной части кулака под углом, равным 10 - 40^o к продольной оси резца.